Cube3D 立方体数理

物理 · 初中 / 高中

取下一只灯泡,另一只还会亮吗?

· 6 分钟探究

桌上同样摆着两只灯泡,取下一只时,另一只却可能出现不同的结果。关键不在于灯泡的摆放位置,而在于电流是否仍有完整路径。串联电路只有一条连续通路,并联电路则有不同的支路连接电源两端。

先预测,再断开支路

打开免费的电路实验,选择串联,接好两只灯泡并闭合总开关。先预测:取下灯 1 后,灯 2 是否还会亮?再进行操作。唯一通路被断开,整个电路都没有电流。

重新接上灯泡,切换为并联并闭合开关,再取下灯 1。灯 1 所在支路断开,但灯 2 仍与电源构成完整通路。在这个理想模型中,它两端的电压与电阻都没有变化,因此电流与功率也保持不变。

用数字解释现象

设置理想电源电压为 6 V,两只灯泡电阻各为 10 Ω。串联总电阻为 20 Ω,电流为 6 ÷ 20 = 0.30 A,两只灯泡通过相同电流。每只灯泡两端电压为 3 V,功率为 0.90 W。

改为并联后,每只 10 Ω 灯泡两端的电压都是 6 V,每条支路电流为 0.60 A,功率为 3.60 W。电源干路电流是两支路电流之和,即 1.20 A。因此比较灯泡亮度时,必须说明连接方式和电源条件。

检查你的理解

两条相同的并联支路,断开其中一条后,干路电流和另一条支路电流分别怎样变化?请说明对电源作了什么假设。

查看解释

假设电源能保持恒定电压,剩余支路电流不变,干路电流变为原来的一半。实际电源存在内阻时,情况可能不同。

模型说明

实验把灯泡按固定电阻处理,并用电功率示意亮度;实际白炽灯的电阻会随温度变化。这是网页模拟任务,请勿把它当作操作家庭市电的指导。